DE1964781C3 - Prothese fur das Kniegelenk eines Menschen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Prothese für das Kniegelenk eines Menschen.

Verschiedene Erkrankungen im Bereich des Kniegelenkes wie Osteoporose, Polyarthritis und Folgeerkrankungen nach einseitigen oder doppelseitigen Schienbeinkopfbrüchen oder Condylenbrüchen können chronische Veränderungen mit Zerstörungen bzw. Teilzerstörungen des Knochengewebes verursachen und den Einsatz einer Prothese erforderlich machen. Bei schweren Brüchen, beispielsweise mit weitgehender Zertrümmerung des medialen oder/und lateralen Tibiaplateaus, d. h. der innen- oder außenliegenden Lauffläche des Unterschenkelknochens, wird vielfach das Kniegelenk vollständig amputiert und durch ein künstliches Gelenk ersetzt. Diese bekannte sogenannte Totalendoprothese des Kniegelenkes erfolgt auch bei Erkrankungen wie Arthrose oder Polyarthritis, also in Fällen, in denen eine Totalendoprothese an sich nicht erforderlich ist, da die Form der Gelenkköpfe noch weitgehend erhalten ist.

Die Totalprothese hat den Nachteil, daß sie ein im Verhältnis zu dem sie umgebenden, relativ dünnen Weichteilmantel verhältnismäßig großes Implantat bildet, so daß ein großes Risiko hinsichtlich der Gefahr von Wundinfektionen gegeben ist. Darüber hinaus tragen die bekannten Totalendoprothesen des Kniegelenkes den anatomischen Gegebenheiten insoweit nicht hinreichend Rechnung, als sie infolge der Ausbildung in der Art eines Schaniers keine seitliche Bewegung der Gelenkteile zulassen.

Um dem abzuhelfen, ist man bereits dazu übergegangen, beispielsweise bei einer Arthrose die Gelenkflächen der Knochen durch dünne Zwischenkörper aus Metall zu ersetzen. Die bekannten derartigen Metallinterpositionen sind zwar infolge des weniger schweren Eingriffs gegenüber einer Totalendoprothese zu bevorzugen. Die Beschaffenheit der bekannten, als Prothese wirksamen Zwischenkörper erschien aber noch als unvollkommen.

Bei den bekannten Prothesen, wie sie beispielsweise beschrieben sind in den deutschen Patentschriften 923 383 sowie 976 768 und der österreichischen Patentschrift 170 852, besteht der eine Teil aus einem kugelförmigen, halbkugelförmigen oder pilzförmigen Gelenk, der durch einen in den Knochen eingetricb: nen Schaft fest mit dem Schenkel verbunden ist. Der andere Teil der Prothese besteht aus einer Schale, il·: ebenfalls mittels eines in den Knochen eingetrieben.-: und darin verankerten Schaftes mit diesem fest ve: bunden ist. Beide Teile stützen sich hierbei unter fl;i chenmäßiger Berührung aufeinander ab. Der Nach teil solcher Ausbildungen ist darin zu sehen, daß ve ι hältnismäßig viel Knochensubstanz abgetragen wer den muß, um die Teile einer Fiothese zu verankern mit der die gesamte Lauffläche des Gelenkes erset/t wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Prothese für da Kniegelenk eines Menschen zu schaffen, deren An wendung es ermöglicht, die natürliche Konstruktion des Kniegelenkes weitestgehend zu erhalten und mit der dafür nicht die gesamten Laufflächen eines Gelenkes zu ersetzen sind, sondern nur diejenigen Abschnitte der Laufflächen, an denen sich gegenüberstehende Gelenkteile berühren, se daß nur verhältnismäßig wenig Knorhengewebesubstanz entfernt zu werden braucht.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Prothese aus mindestens einem Paar zusammenwirkender Einsätze besteht, von denen der eine im Kopf des einen Schenkelknochens zu verankernde Einsatz als mindestens einseitig gekrümmte Schale mit einer Breite von etwa 2 cm ausgebildet ist und der andere am Kopf des anderen Schenkelknochens zu verankernde Einsatz als ein Block mit einer frei liegenden, ebenen, ebenfalls etwa 2 cm breiten Stützfläche ausgebildet ist, auf der die Schale im Einbauzustand linien- bzw. punktförmig aufliegt.

Eine derartige Prothese, bei welcher sich ein gewölbter Gelenkteil zwecks einer linien- bzw. punktförmigen Berührung auf einer ebenen Stützfläche abstützt, läßt sich in diesen Bestandteilen sehr klein ausbilden, so daß der Vorteil einer hohen Stabilität erzielt wird, denn je mehr an Knochensubstanz beim Einsatz der Prothese erhalten bleibt, desto mehr Halt vermag dieses Implantat im Knochen zu finden. Mit einer Prothese gemäß der Erfindung werden dafür die Laufflächen von Gelenkteilen nicht vollständig ersetzt, sondern nur diejenigen begrenzten schmalen Zonen der Gelenkwände, die als krank oder beschädigt anzusehen sind. Demzufolge braucht für den Einsatz der Prothese nicht die gesamte, sondern lediglich eine sehr begrenzte Zone der Lauffläche eines Gelenkes weggefräst zu werden.

Zur Erzielung zufriedenstellender Laufeigenschaften bei günstigen Reibungsverhältnissen und vernachlässigbar kleinem Abrieb ist nach der Erfindung vor-

gesehen, daß die Einsätze aus alloplastischem Mate- Während die Außenseite 9 allseitig gekrümmt ist, inrial bestehen. Als besonders vorteilhaft hat es sich er- dem sie etwa rechtwinklig zu der bereits bescnnebewiesen, wenn der eine Einsatz aus einem geeigneten nen Krümmung annähernd kreisbogemormig abge-Metall besteht und der andere aus einem geeigneten rundet ist, weist die Innenseite 11 nur die dem Kno-Kunststoff. Diese Kombination von Werkstoffen er- 5 chen entsprechende Krümmung auf. Auf der Innerfwies sich als außerordentlich gewebeverträglich und seite 11 sind vorstehende Ansätze 12, 13,_ 13 vorgeergibt bei günstigen Reibungsverhälinissen einen ex- sehen, mit denen der Einsatz 7 im Schenkelknochen trem niedrigen Abrieb. Darüber hinaus ist der Kunst- fest zu verankern ist. Die stabförmigen Ansätze 12 Stoffeinsatz verhältnismäßig elastisch und daher in sind mit quer zu ihrer Längsachse liegenden Ausr.ehder Lage, die auf das Gelenk einwirkende kinetische io mungen 14 versehen, die eine bessere Verankerung oder Druckenergie als potentielle Energie zu spei- gewährleisten. Die niedrigen Ansätze sind entweder ehern. In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung als Rippen 13 oder in der Art von Knaggen 13 ausbesteht der schalenförmige Einsatz aus Metall und gebildet.

der blockförmige Einsatz aus einem elastischen Der in Fig.2 dargestellte Einsatz8 besteht aus

Kunststoff. Als geeignetes Metall hat sich ein hoch- 15 hochpolymerem Polyäthylen. Die Stützfläche 16 ist

austenitischer Edelstahl auf Chrom-, Nickel- und eben und wirkt mit der Außenseite 9 des Einsatzes 7

Molybdänbasis erwiesen. Als Kunststoff des anderen zusammen. Die Lauffläche 16 ist etwa 4 cm lang uml

Einatzes ist ein hochmolekulares Polyäthylen vorge- 2 cm breit und entsprich, damit etwa der Hälfte dei

sehen. Selbstverständlich können d;se Werkstoffe je- Belastungsfläche des Schien.-nbeinkopfes eines gro

weil? durch geeignete andere Werkstoffe entsprechen- 20 ßeren Kniegelenkes. Sind diese Dimensionen fur ein

der Eigenschaften ersetzt werden. Um die günstigen kleines Kniegelenk zu groß, so kann der Block bei

Reibungs- und Abriebverhältnisse zu erzielen, hat es spielsweise mit einer Lüerschcn Zange ohne Schwic

sich als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn die rigkeit intraoperativ verkleinert werden. Die Seiten

Außenseite eines Einsatzes hochglanzpoliert ist. Hier- flächen 17 des Einsatzes 8 stehen im spitzen Winkel

für eignet sich aus Fertigungs- und Werkstoffgründen 25 zur Stützfläche 16. An seiner dem Unterschenkeikno-

am besten die dem Kunststoffeiisatz zugekehrte chen 2 zugekehrten Innenseite trägt der Einsat/ 8

Außenseite des Metalleinsatzes. einen Verankerungssteg 18. der mit Ausnehmungen

Zur sicheren und dauernden Verankerung der Ein- 19 zur besseren Verankerung versehen ist. Zwischen

sätze in den Knochen sind jeweils an der Innenseite dem Verankerungssteg 18 und der Slützplatte mit dor

eines Einsatzes vorstehende Ansätze vorgesehen. Die 30 Stützfläche 16 ist eine durch Hinterfräsung entstan

Befestigung der Einsätze erfolgt zweckmäßig mit dene Nut 21 vorgesehen, die sich füi eine sichere mc-

einem sogenannten Knochenzement. Hierfür haben chanische Verankerung als besonders vorteilhaft ei

sich bestimmte Acrylharze besonders bewährt. wiesen hat.

Die Erfindung und bevorzugte Ausgestaltungen Die Einsätze 7, 8 werden nach Eröffnen des Knieder Erfindung sind nachstehend an Ausführungsbei- 35 gelenkes und notwendiger Entknorp;lung sowie Hinspielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher fräsung der Haftlöcher für die Ansätze 12, 13, 13'. 18 erläutert. Es zeigt mit einem Acrylharz in die Knochen einzementiert.

F i g. 1 einen schalenförmigen Einsatz aus Metall Diese Arbeiten erfolgen zweckmäßig in extremer

für ein Oberschenkelcondyl in perspektivischer Dar- Beugestellung des Kniegelenkes. Vor dem Aushärten

stellung, 40 des Knochenzementes wird das Knie in die äußerste

F i g. 2 einen blockförmigen Einsatz aus Kunststoff Streckstellung gebracht, um eventuell erforderliche

in perspektivischer Darstellung für ein Unterschen- Korrekturen durchführen zu können und die relative

kelcondyl, Lage der Einsätze 7,8 zueinander überprüfen zu

F i g. 3 eine schematische Darstellung der Gelenk- können.

köpfe der Ober- und Unterschenkelknochen mit ein- 45 Selbstverständlich ist es bei einem verminderten

gepflanzten Einsätzen in der Seitenansicht und Zerstörungsgrad im Kniegelenk auch möglich, nur

F i g. 4 die Anordnung der F i g. 3 in Vorderan- ein Paar einsätze 7, 8 für die Condyli 3 und S bzw. 4

sieht, ebenfalls in schematischer Darstellung. und 6 vorzusehen. Eine Anwendung dei erfindungs-

Die Zeichnung zeigt einen Oberschenkelknochen gemäßen Prothese ist auch bei Trümmerfrakturen

(Femur) 1 und einen Unterschenkelknochen (Tibia) 2 50 möglich, sofern der Bandapparat des Kniegelenkes

und die Condyli 3,4 bzw. 5,6 des Oberschenkelkno noch hinreichend erhalten ist. Der besondere Vorteil

chens 1 bzw. Unterschenkelknochens 2. Im Gelenk- der Erfindung liegt in dem verhältnismäßig kleinen

kopf des Oberschenkelknochens 1 ist sowohl in dem und leichten Implantat, wobei dieses nicht direkt von

medialen Condylus 3 als auch in dem lateralen Con- Weichleilen umgeben ist, sondern im Knochengewbe

dylus 4 ein Einsatz 7 verankert, wie er in F i g. I dar- 55 gehalten ist. Die Prothese nach der Erfindung gestat-

gestellt ist. Entsprechend ist in dem medialen Condy- tet nicht nur eine Beuge- und Streckbewegung des

lus 5 bzw. lateralen Condylus 6 des Unterschenkel- Kniegelenkes, sondern darüber hinaus auch die klei-

knochens 2 jeweils ein Einsatz 8 verankert, wie er in nen Dreh-, Seitwärts- und Vorwärtsbewegungen, die

F i g. 2 dargestellt ist. das natürliche Kniegelenk auszuführen in der Lage

Der gegossene schalenförmige Einsatz 7 besteht 60 ist. Selbs'verständlich kommen grundsätzlich auch

aus hochaustenitiscbem Edelstahl und ist an seiner Umkehrlösungen sowohl hinsichtlich des Werkstoffes

Außenseite 9 hochglanzpoliert. Die Schale 7 ist etwa als auch hinsichtlich der Ausbildung der Einsätze in

20 mm breit und 3 mm dick. Ihre Krümmung ist der Betracht, doch ist die beschriebene Ausgestaltung als

natürlichen Krümmung der Condyli 3,4 angepaßt. bevorzugte Lösung anzusehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Prothese für das Kniegelenk eines Menschen, dadurch gekennzeichnet, daß die Prothese aus mindestens einem Paar zusammen- S wirkender Einsätze (7,8) besteht, von denen der eine im Kopf des einen Schenkelknochens zu verankernde Einsatz (7) als mindestens einseitig gekrümmte Schale mit einer Breite von etwa 2 cm ausgebildet ist und der andere am Kopf (5,6) des anderen Schenkelknochens (2) zu verankernde Einsatz (8) als Block mit einer Frei liegenden, ebenen, ebenfalls etwa 2 cm breiten Stützfläche (16) ausgebildet ist, auf der die Schale (7) im Einbauzustand linien- bzw. punktförmig aufliegt

2. Prothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Tnnenseite (11) eines Einsatzes (7, 8) Mehrere vorstehende Ansätze (12, 13, 13'. 18) vorgesehen sind, mit denen der Einsatz (7,8) im Schenkelknochen (1,2) fest zu verankern ist.

3. Prothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der blockförmige Einsatz (8) an seiner dem Knochen (2) zugekehrten Seite einen Verankerungssteg (18) trägt, der mit Ausnehmungen (19) versehen ist.

4. Prothese nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen (17) des blockförmigen Einsatzes (8) im spitzen V inkel zu der ebenen Stützfläche (16) stehen.

5. Prothese nach einem odc mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der schalenförmige Einsatz (7) aus Metall besteht und der blockförmige Einsatz (8) aus einem elastischen Kunststoff.